SiC SBD v SiC výkonových zariadeniach

01 Štruktúra a funkcie zariadenia

SiC sa môže použiť na získanie vysokonapäťových diód nad 600 V v štruktúre SBD (Schottkyho bariérová dióda) vysokofrekvenčných zariadení (najvyššia napäťová odolnosť Si SBD je okolo 200 V).

Preto, ak sa SiC SBD použije ako náhrada súčasného hlavného produktu, rýchlej PN prechodovej diódy (FRD: Fast Regeneračná dióda), môže výrazne znížiť straty pri zotavovaní.

Výhodné pre vysokú účinnosť napájania a dosiahnutie miniaturizácie pasívnych komponentov, ako sú induktory, prostredníctvom vysokofrekvenčného riadenia a zároveň zníženie hluku. Široko používané v Regulátor výkonuv klimatizáciách, napájacích zdrojoch, fotovoltaických systémoch na výrobu energie, rýchlych nabíjačkách pre elektrické vozidlá a obvodoch na korekciu účinníka (obvody PFC) a usmerňovacích mostíkových obvodoch.

02 Pozitívne vlastnosti SiC SBD

Zapínacie napätie SiC SBD je rovnaké ako napätie Si FRD, menšie ako 1 V.

Zapínacie napätie je určené výškou Schottkyho bariéry. Zvyčajne, ak je výška bariéry navrhnutá nízka, je možné znížiť aj zapínacie napätie, ale to tiež povedie k zvýšeniu zvodového prúdu počas spätného predpätia.

Druhá generácia SBD od spoločnosti ROHM si vďaka vylepšeným výrobným procesom úspešne udržala rovnaký zvodový prúd a výkon pri zotavení ako starý produkt a zároveň znížila zapínacie napätie približne o 0,15 V.

Teplotná závislosť SiC SBD sa líši od závislosti Si FRD. Čím vyššia je teplota, tým vyššia je jeho vodivostná impedancia, čo vedie k zvýšeniu hodnoty VF. Nie je náchylný na tepelný únik, takže ho možno bez obáv používať paralelne.

03 Výťažnosť SiC SBD

Rýchla PN dióda (FRD: rýchla zotavovacia dióda) z kremíka generuje veľký prechodový prúd v momente prepnutia z priameho do spätného smeru, počas ktorého prechádza do stavu spätného predpätia, čo vedie k značným stratám.

Je to preto, že minoritné nosiče náboja nahromadené v driftovej vrstve počas priameho vedenia nepretržite vedú elektrinu, až kým nezmiznú (tento čas je tiež známy ako čas akumulácie).

Čím väčší je priamy prúd alebo čím vyššia je teplota, tým dlhší je čas zotavenia a prúd, čo vedie k väčším stratám.

Naopak, SiC SBD je unipolárny prvok s majoritnými nosičmi náboja (majoritný nosič náboja), ktorý na vedenie elektriny nepoužíva minoritné nosiče náboja, takže v princípe nedochádza k javu akumulácie minoritných nosičov náboja. V porovnaní s Si FRD dokáže výrazne znížiť straty v dôsledku malého generovaného prúdu, ktorý vybíja iba kapacitu spoja.

Navyše, prechodový prúd zostáva do značnej miery nezmenený s teplotou a priamym prúdom, čo umožňuje stabilnú a rýchlu obnovu v akomkoľvek prostredí.

Okrem toho môže tiež znížiť hluk spôsobený regeneračným prúdom, čím sa dosiahne efekt redukcie hluku.